JP7673418B2 - 車両用灯具 - Google Patents

Description

本開示は、車両用灯具に関する。

従来、導電性の表面を有するディスク状のモジュール上に半導体光源が取り付けられており、前記モジュールは良好な熱伝性を有する、制御電子装置が集積されている半導体光モジュールにおいて、前記制御電子装置は前記半導体光源の周囲に配置されており、前記制御電子装置は少なくとも２つの導体路面を有する回路基板から構成されており、第１の導体路面は組立て状態において、光の放射方向において外側に向けられており、第２の導体路面は前記モジュールに設けられる閉じられた空洞部によって包囲される、半導体光モジュールが知られている（例えば、特許文献１参照）。

特表２０１０－５２４２１０号公報

従来の半導体光モジュールは、半導体光源と回路基板とを電気的に接続しているが、具体的にどのように接続するかについては開示されていない。このため、半導体光源と回路基板とをボンディングワイヤにより電気的に接続するとき、離れた２つの端子への接合により設定されたボンディングワイヤが光源の発光面から出射される光を遮ってしまうおそれがある。

本開示は、上記課題に着目してなされたもので、ボンディングワイヤが発光面からの出射光を遮ることを防止できる車両用灯具を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本開示の車両用灯具は、発光素子を有する発光部と、回路基板と、ヒートシンクと、を備える。この車両用灯具において、ヒートシンクの正面領域を第１領域と第２領域に分割し、第１領域に発光部を固定し、第２領域に回路基板を固定する。発光部に設けた発光部側端子と回路基板に設けた基板側端子とを一対のボンディングワイヤにより電気的に接続する。発光部側端子を、正面視において発光素子を覆う発光面と基板側端子との間の位置に配置する。回路基板は、一対のボンディングワイヤが互いに近づく内側位置に配置される周辺ユニット部品と、一対のボンディングワイヤが互いに離れる外側位置に配置される周辺ユニット部品と、を有する。ボンディングワイヤを設定する正面視での許容角度範囲であって、発光部側端子の接合中心位置を通る最小角度線と最大角度線により設定される角度範囲をボンディング範囲というとき、ボンディング範囲の最小角度線を、発光面の中心位置を通る垂直線と平行な第１平行線により設定する。ボンディング範囲の最大角度線を、発光面の中心位置を通る水平線と平行な第２平行線により設定する。ボンディングワイヤの正面視による角度を、ボンディング範囲に含まれる角度であって、最小角度線と最大角度線との中間角度範囲の角度に設定する。

よって、発光部からの放熱性能を向上しながら、ボンディングワイヤが発光面からの出射光を遮ることを防止できる。さらに、一対のボンディングワイヤと周辺ユニット部品との干渉を確実に防止できるのに加え、ワイヤボンディング手法による接合作業を支障無く円滑に行うことができる。

本開示の車両用灯具を説明する説明図である。 本開示の光源ユニットを示す正面側斜視図である。 本開示の光源ユニットを示す正面側分解斜視図である。 本開示の光源ユニットに有するヒートシンク・光源側コネクタを示す背面側分解斜視図である。 本開示の光源ユニットに有する発光部・回路基板・ヒートシンクを示す正面図である。 本開示の光源ユニットに有する発光部・回路基板・ヒートシンクを示す図５のＩ―Ｉ線による断面図である。 本開示のボンディングワイヤを設定する正面視による許容角度範囲であるボンディング範囲を説明する発光部正面図である。 本開示の発光部側端子と基板側端子と発光面の側面視による高さ関係を説明する図６のＢ部拡大断面図である。

以下、本開示による車両用灯具を実施するための形態を、図面に示す実施例１に基づいて説明する。

実施例１における車両用灯具１は、自動車等の車両の灯具として用いられるものであり、例えば、ヘッドランプやフォグランプやデイタイムランニングランプやクリアランスランプやリアランプ等に適用されるものである。以下の説明では、車両用灯具１において、車両の直進時の進行方向（前後方向）であって光を照射する方向を光軸方向（図面では「Ｚ」とし、照射する方を正面側とする。）とし、車両に搭載された状態での鉛直方向を上下方向（図面では「Ｙ」とする。）とし、光軸方向および上下方向に直交する方向（左右方向）を幅方向（図面では「Ｘ」とする。）とする。以下、実施例１の構成を、「全体構成」、「光源ユニット構成」、「要部構成」に分けて説明する。

図１を参照して全体構成を説明する。車両用灯具１は、図１に示すように、ランプハウジング１１と、ランプレンズ１２と、リフレクタ１３と、光源ユニット２と、を備えている。

ランプハウジング１１は、色付きや塗装された樹脂材料等の光不透過性の部材で形成され、前方が開口し、後方が塞がれた中空形状とされる。ランプハウジング１１では、塞がれた後端を貫通する取付穴１１ａが設けられている。取付穴１１ａの縁には、複数個の切欠部とストッパ部とが略等間隔に設けられている。

ランプレンズ１２は、透明樹脂部材やガラス部材等の光透過性の部材により形成され、ランプハウジング１１の開放された前端を覆うことのできる形状に形成されている。ランプレンズ１２は、ランプハウジング１１の開口部に封止された状態にて固定され、水密性が確保されている。ランプハウジング１１とランプレンズ１２とに区画されて、灯室１４が形成されている。

リフレクタ１３は、光源ユニット２から出射される出射光を配光制御する配光制御部であり、ランプハウジング１１等に固定されている。リフレクタ１３は、灯室１４内に配置されている。リフレクタ１３は、光源ユニット２の発光部３１（後述）の近傍に焦点を有する湾曲形状に形成されている。リフレクタ１３は、内側の面が光を反射する反射面１３ａとされ、底部に取付穴１３ｂが設けられている。取付穴１３ｂは、リフレクタ１３が灯室１４内に配置された状態において、ランプハウジング１１の取付穴１１ａと通じる位置関係である。なお、リフレクタ１３をランプハウジング１１とは別の部材として形成されているが、一体の構成すなわちランプハウジング１１の内側の面を反射面としても良く、他の構成としても良い。また、リフレクタ１３（反射面１３ａ）に替えて、光源ユニット２の光軸方向の正面側に導光部材を設けてその発光部３１とは異なる位置や大きさの異なる領域で光を出射するものとしてもよく、実施例１の構成に限定されない。このように導光部材を設けた場合であっても、車両用灯具１は、例えば、ヘッドランプやフォグランプやデイタイムランニングランプやクリアランスランプ等として用いることができる。

灯室１４には、ランプハウジング１１の取付穴１１ａとリフレクタ１３の取付穴１３ｂとに通されて、光源ユニット２が配置されている。光源ユニット２は、ランプハウジング１１との間に封止部材１５（Ｏリング、ゴムパッキン）を介在させて、ランプハウジング１１の取付穴１１ａに着脱可能に取り付けられている。なお、光源ユニット２は、上下方向用光軸調整機構や左右方向用光軸調整機構を介して灯室１４に設けられても良い。

光源ユニット２のソケット７には、ハーネス１６が接続された電源側コネクタ６を備えている。ソケット７のソケット本体部７１には、周壁７１ａと、フランジ壁７１ｂと、取付突起７１ｄと、を有する。

次に、図２～図４を参照して光源ユニット２の構成を説明する。光源ユニット２は、光源３と、ヒートシンク４と、光源側コネクタ５と、電源側コネクタ６と、ソケット７と、をコンパクトに集約して一体化したソケットタイプモジュールである（図１、図３を参照）。

光源３は、図２及び図３に示すように、発光部３１と、回路基板３２と、一対のボンディングワイヤ３３と、を有している。

発光部３１は、回路基板３２からの駆動電圧を発光素子に印加することにより発光するもので、ヒートシンク４の正面を光軸方向から視たとき正面領域の中央部位置に直接固定されている。発光部３１は、サブマウント基板３１ａと、一対の発光部側端子３１ｂと、発光チップ３１ｃと、熱伝導接着層３１ｄと、発光面３１ｅと、を備えている。なお、発光部３１の詳しい構成の説明は後述する。

回路基板３２は、車両に搭載された図外の灯具制御回路からの制御指令に基づいて発光部３１へ印加する駆動電圧を作り出すもので、ヒートシンク４の光軸方向正面領域のうち、発光部３１の固定領域を除いた領域に直接固定されている。回路基板３２は、コンデンサ３２ｆ等を有する半導体素子駆動回路が設けられている。加えて、一対のカシメ孔部３２ａと、一対の湾曲孔部３２ｂと、一対の端子接続孔部３２ｃと、一対の基板側端子３２ｄと、粘着シート３２ｅと、を備えている。なお、回路基板３２の詳しい構成の説明は後述する。

ボンディングワイヤ３３は、電気的に通電する金属による導電線であり、ワイヤ両端部が、超音波振動を用いたワイヤボンディング手法により発光部側端子３１ｂと基板側端子３２ｄに接合される。なお、ボンディングワイヤ３３の詳しい構成の説明は後述する。

ヒートシンク４は、発光部３１が発生する熱をソケット７に伝える放熱部材であり、熱伝導率の高いアルミダイカストにより形成されている。ヒートシンク４は、図３及び図４に示すように、第１領域４１と、第２領域４２と、フィン部４３と、一対の位置決め突起部４６と、を一体に有している。なお、ヒートシンク４は、熱伝導率の高い他の金属材料、又は、熱伝導率の高い樹脂材料で形成しても良い。

第１領域４１は、発光部３１が直接固定される面であり、図３に示すように、ヒートシンク４の正面領域を２つの領域に分割したとき、正面領域の上部領域に形成している。第１領域４１は、平面であって第２領域４２より光軸方向に突出する高い面としている。なお、第１領域４１の詳しい構成の説明は後述する。

第２領域４２は、回路基板３２が直接固定される面であり、図３に示すように、ヒートシンク４の正面領域を２つの領域に分割したとき、正面領域の下部領域に形成している。第２領域４２は、平面であって第１領域４１より光軸方向の高さが低い面としている。そして、第２領域４２には、一対の端子挿入孔部４２ａが光軸方向に貫通して設けられている。さらに、第２領域４２を正面としたときに光軸方向の反対側から視た背面側には、図４に示すように、一対の第１突起４２ｂ、一対の第２突起４２ｃが設けられている。第１突起４２ｂは、幅方向にて一対の端子挿入孔部４２ａを挟む左右位置に配置されている。第２突起４２ｃは、幅方向にて一対の第１突起４２ｂを挟む左右位置に配置されている。なお、第２領域４２の詳しい構成の説明は後述する。

フィン部４３は、発光部３１から伝達される熱をソケット７に伝える放熱経路を作り出すもので、図４に示すように、発光部３１が固定される第１領域４１の背面側から光軸方向の後方に向かって突出して設けられている。フィン部４３は、水平方向の複数の並列フィン４３ａと、上下方向の複数の連結フィン４３ｂと、を有する。並列フィン４３ａは、上下方向に所定の間隔を介在させて並列に設けられていて、連結フィン４３ｂは、それぞれの並列フィン４３ａを上下方向に架け渡して設けられている。このため、フィン部４３は、四枚の並列フィン４３ａと二枚の連結フィン４３ｂとが格子状に組み合わされ、並列フィン４３ａと連結フィン４３ｂとが交差部分で連結される構成としている。

位置決め突起部４６は、回路基板３２をヒートシンク４にカシメ固定するもので、図２及び図３に示すように、第１領域４１を挟んだ第２領域４２の幅方向左右位置に突出して一対配置されている。円柱形状による一対の位置決め突起部４６は、回路基板３２の一対のカシメ孔部３２ａに挿入され、回路基板３２から突出した先端部を潰し変形させる。

光源側コネクタ５は、回路基板３２への光源側給電経路を生成するもので、図３及び図４に示すように、ソケット７の下部に内蔵状態で固定される。光源側コネクタ５は、一対の給電側端子棒５１ａと、一対の電源側端子棒５１ｂと、給電絶縁部５２と、を有している。一対の給電側端子棒５１ａは、給電絶縁部５２の一端面５２ａから突出していて、一対の端子挿入孔部４２ａを介し、一対の端子接続孔部３２ｃに挿入される。そして、給電側端子棒５１ａは、その先端部が半田付けにより端子接続孔部３２ｃに固定される。一対の電源側端子棒５１ｂは、給電絶縁部５２の他端面５２ｂから突出していて、電源側コネクタ６と電気的に接続される。

電源側コネクタ６は、回路基板３２への電源側給電経路を生成するもので、ソケット放熱部７２（後述）の後方かつ下側にてソケット７と嵌合することによりソケット７に固定される（図１を参照）。電源側コネクタ６は、一端が光源側コネクタ５に接続され、他端にハーネス１６が接続される。即ち、光源側コネクタ５と電源側コネクタ６とハーネス１６により電源から回路基板３２へ至る給電経路を形成している。

ソケット７は、ヒートシンク４を組み込むと共に、ヒートシンク４から伝導された熱を外部に逃がす放熱機能を有する。そして、図２及び図３に示すように、光軸方向の正面側に光源３を備えているヒートシンク４が嵌合によって組み込まれる。ソケット７は、熱伝導性を高くした樹脂材料で形成されていて、光軸方向の正面側に設けられたソケット本体部７１と、光軸方向の背面側に設けられたソケット放熱部７２と、を一体に備えている。

ソケット本体部７１は、ヒートシンク４が組み込まれる部位である。ソケット本体部７１は、周壁７１ａと、フランジ壁７１ｂと、取付突起７１ｄと、溝部７１ｅと、一対の位置決め穴７１ｇと、を有する。周壁７１ａは、光軸方向に延びる円筒形状に形成されている。フランジ壁７１ｂは、周壁７１ａの背面側から外径方向に延びる段差面により形成されている。取付突起７１ｄは、周壁７１ａの４箇所から外径方向に突出する凸形状に形成されている。溝部７１ｅは、円筒形状の周壁７１ａの内側に形成され、ヒートシンク４のフィン部４３を嵌め入れる部分であり、フィン部４３の形状を反転させた形状に形成されている。なお、溝部７１ｅには熱伝導グリース１００が塗布される。位置決め穴７１ｇは、第２突起４２ｃを挿入可能な形状に形成されている。

ソケット放熱部７２は、外部への放熱機能が発揮される部位であり、光軸方向の背面側に突出する複数の縦板によるソケットフィン７２ａを有する。ソケットフィン７２ａを構成する複数の縦板は、幅方向に所定の間隔を介在させて並列に設けられていて、外部との広い熱交換面積を確保している。

次に、図５～図８を参照して発光部３１、回路基板３２、ボンディングワイヤ３３、及びヒートシンク４の要部構成について説明する。

発光部３１は、図５及び図６に示すように、サブマウント基板３１ａと、一対の発光部側端子３１ｂと、発光チップ３１ｃと、熱伝導接着層３１ｄと、発光面３１ｅと、を備えている。

サブマウント基板３１ａは、光軸方向にて正面側から見て略矩形形状に形成され、光軸方向の基板正面に一対の発光部側端子３１ｂと発光チップ３１ｃが固定されている。このサブマウント基板３１ａには、発光部側端子３１ｂと発光する半導体素子とを電気的に接続する電気回路が設けられている。

一対の発光部側端子３１ｂは、ボンディングワイヤ３３の一端部が接合される正方形状のＬＥＤ電極端子であり、サブマウント基板３１ａの正面かつ下側の左右位置に配置固定されている。

発光チップ３１ｃは、ＬＥＤ（Light Emitting Diode：発光ダイオード）を内蔵し、正面視にて幅方向を長辺とする長方形状の発光面３１ｅから光を出射するもので、サブマウント基板３１ａの正面かつ上側の位置に配置固定されている。なお、上記した導光部材を用いる車両用灯具に適用した場合、発光チップ３１ｃの発光面３１ｅは、導光部材の入射面と近接する位置に配置される。ここで、発光チップ３１ｃに内蔵される発光素子は、ＬＥＤに限られるものではなく、ＬＤチップ（レーザーダイオードチップ）、ＥＬ（有機ＥＬ）等の他の自発光半導体素子であっても良い。なお、実施例１では、図５に示すように、横並び配置による４個の発光チップ３１ｃが搭載されていて、４つの発光チップ３１ｃの全体を長方形状の発光面３１ｅにより覆っている。しかし、発光チップ３１ｃの個数としては、１個以上用いる例であれば４個に限られるものではない。また、複数個の発光チップ３１ｃを用いる場合、配置の仕方も横並び配置に限られず、縦並び配置としても良いし、横並びと縦並びを組み合わせた配置としても良い。

熱伝導接着層３１ｄは、サブマウント基板３１ａをヒートシンク４の正面に接着固定するもので、熱伝導性を有する熱伝導接着剤によって形成される接着層である。ここで、熱伝導接着剤とは、エポキシ系、シリコン系、アクリル系等の樹脂接着剤に、熱伝導率の高い金属やセラミックスをフィラーとして添加して複合化させた接着剤をいう。

回路基板３２は、図５及び図６に示すように、一対のカシメ孔部３２ａと、一対の湾曲孔部３２ｂと、一対の端子接続孔部３２ｃと、一対の基板側端子３２ｄと、粘着シート３２ｅと、を備えている。

一対のカシメ孔部３２ａは、基板切欠部３２ｇの左右に一つずつ設けられている。カシメ孔部３２ａのそれぞれにヒートシンク４の位置決め突起部４６を挿入し、位置決め突起部４６の先端部を潰し変形させることによって、回路基板３２をヒートシンク４にカシメ固定する。

一対の湾曲孔部３２ｂは、一対のカシメ孔部３２ａと基板切欠部３２ｇとの間の位置にそれぞれ一つずつ設けられていて、所定角度範囲の湾曲形状に形成されている。

一対の端子接続孔部３２ｃは、基板切欠部３２ｇの下側であって左右に一つずつ設けられている。端子接続孔部３２ｃのそれぞれは、ヒートシンク４の正面に回路基板３２を取り付けた際、光軸方向にて左右の端子挿入孔部４２ａのそれぞれと重なる対応位置に設けられている。端子接続孔部３２ｃには、給電側端子棒５１ａがそれぞれ挿入される。そして、端子接続孔部３２ｃの正面側にて、端子接続孔部３２ｃと給電側端子棒５１ａとがそれぞれ図示しない半田付けを介して電気的に接続される。

一対の基板側端子３２ｄは、上下方向において基板切欠部３２ｇと端子接続孔部３２ｃとの間であって左右に一つずつ設けられていて、ボンディングワイヤ３３の他端部が接合される長方形状の基板パッド端子である。一対の基板側端子３２ｄの位置は、発光部３１と回路基板３２がヒートシンク４に取り付けられた状態にて、一対の発光部側端子３１ｂの位置よりも幅方向にて外側の位置に配置されている。

粘着シート３２ｅは、回路基板３２をヒートシンク４の正面に固定するシートであり、エポキシ系樹脂接着剤、シリコン系樹脂接着剤またはアクリル系樹脂接着剤等の材質によるテープ形態のシートを用いている（図３を参照）。粘着シート３２ｅは、回路基板３２のカシメ孔部３２ａと、湾曲孔部３２ｂと、端子接続孔部３２ｃと、に対応する部分が切り欠かれている。なお、粘着シート３２ｅとしては、テープ形態に代えて、液状形態または流動状形態等の形態であっても良い。

一対のボンディングワイヤ３３は、発光部側端子３１ｂと基板側端子３２ｄに対して両端部が超音波振動を用いたワイヤボンディング手法により接合されるもので、帯状の金属材（例えば、帯状のアルミニウム材等）を使用している。ボンディングワイヤ３３を接合することにより、発光部側端子３１ｂと基板側端子３２ｄによる２組の端子組みが、一対のボンディングワイヤ３３を介してそれぞれ電気的に接続される。ここで、「ワイヤボンディング手法」とは、治具を用いて加工環境を整え、ボンディングキャピラリーから超音波振動を印加して固相接合する手法をいい、低温での接合が可能なので材料の変性が少ないというメリットを持つ。

ヒートシンク４は、円形状の正面領域を、発光部３１を直接固定する第１領域４１と、回路基板３２を直接固定する第２領域４２とに分割している。

第１領域４１は、図５に示すように、正面視にてヒートシンク４の正面円形領域の上部に有する第１弓形領域と、第１弓形領域の中央部から下方に延びる第１矩形領域との組み合わせたＴ字状の領域に区分される。

第２領域４２は、図５に示すように、正面視にてヒートシンク４の正面円形領域の下部に有する第２弓形領域と、第２弓形領域の左側部と右側部からそれぞれ上方に延びる一対の第２矩形領域との組み合わせたＵ字状の領域に区分される。

そして、第１領域４１に発光部３１を固定し、第２領域４２に回路基板３２を固定するとき、発光部３１は、Ｔ字状の第１領域４１のうちヒートシンク４の正面円形領域の中央部分になる第１矩形領域の下部側の位置に直接固定している。回路基板３２は、Ｕ字状の第２領域４２のほぼ全体の領域に直接固定している。なお、ヒートシンク４の第１領域４１のうち、正面円形領域の上部に有する第１弓形領域と第１矩形領域の上部側とを合わせた領域は、ヒートシンク４の正面を露出した領域としている。

次に、発光部３１に設けた発光部側端子３１ｂの正面視による位置設定を、図５に基づいて説明する。発光部側端子３１ｂは、正面視において発光チップ３１ｃを覆う発光面３１ｅと基板側端子３２ｄとの間の位置に配置している。つまり、正面視で右側の発光部側端子３１ｂについては、発光面３１ｅの左右方向中央の点Ｐ１と、発光面３１ｅの右側下辺の端点Ｐ２と、基板側端子３２ｄの上辺の両端点Ｐ３，Ｐ４との４点を結んで囲む領域Ｆ内であって、かつ、サブマウント基板３１ａ内の位置に配置している。正面視において左側の発光部側端子３１ｂについても同様に配置している。即ち、発光部側端子３１ｂは、発光面３１ｅと基板側端子３２ｄの設定位置が予め決められているとき、ボンディングワイヤ３３の両端部をそれぞれ発光部側端子３１ｂと基板側端子３２ｄに接合固定すると、ボンディングワイヤ３３が、発光面３１ｅの上を跨がないし、又、発光面３１ｅの上を通ることがない配置になる設定としている。

次に、ボンディングワイヤ３３を設定する正面視による角度範囲を、図７に基づいて説明する。まず、ボンディングワイヤ３３を設定する正面視での許容角度範囲であって、発光部側端子３１ｂの接合中心位置を通る最小角度線Ｌminと最大角度線Ｌmaxにより設定される角度範囲をボンディング範囲Ａと定義する（図７参照）。このとき、ボンディング範囲Ａの最小角度線Ｌmin（角度＝０°の線）を、発光面３１ｅの中心位置Ｏを通る垂直線ＹＬと平行な第１平行線により設定する。そして、ボンディング範囲Ａの最大角度線Ｌmax（角度＝９０°の線）を、発光面３１ｅの中心位置Ｏを通る水平線ＸＬと平行な第２平行線により設定する。

ボンディングワイヤ３３の正面視による角度は、ボンディング範囲Ａに含まれる角度であって、最小角度線Ｌminと最大角度線Ｌmaxとの中間角度範囲の角度（例えば、角度＝４５°±１０°程度）に設定している。即ち、ボンディングワイヤ３３の両端部をそれぞれ発光部側端子３１ｂと基板側端子３２ｄに接合したとき、ボンディングワイヤ３３の設定角度が、最小角度線Ｌmin側のボンディング禁止範囲Ｃと、最大角度線Ｌmax側のボンディング禁止範囲Ｄとから最も離れた配置となるように設定している。ここで、「ボンディング禁止範囲Ｃ」としては、好ましくは、最小角度線Ｌminからマイナス側に４５°程度拡張した範囲とする。「ボンディング禁止範囲Ｄ」としては、好ましくは、最大角度線Ｌmax側からプラス側に４５°程度拡張した範囲とする。

次に、発光部側端子３１ｂと基板側端子３２ｄと発光面３１ｅとの光軸直交方向の側面視による高さ関係を、図８に基づいて説明する。発光部側端子３１ｂの側面視による高さｈ２を、発光面３１ｅの側面視による高さｈ１より低い位置に設定している。そして、発光部側端子３１ｂの側面視による高さｈ２を、基板側端子３２ｄの側面視による高さｈ３と同じ位置、若しくは、基板側端子３２ｄの側面視による高さｈ３より高い位置に設定している（ｈ１＞ｈ２≧ｈ３）。即ち、側面視による発光部側端子３１ｂの高さｈ２と基板側端子３２ｄの高さｈ３の関係は、発光面３１ｅの光軸方向の正面側に近接して配置される周辺部材（導光部材等）とボンディングワイヤ３３との干渉防止を考慮して設定されるもので、高低差（ｈ２－ｈ３）が０（ゼロ）以上であれば良い。

なお、実施例１では、図８に示すように、ボンディングワイヤ３３が光軸方向に突出する高さをより低く抑えるため、発光部側端子３１ｂの高さｈ２を、発光面３１ｅの高さｈ１より低い位置であって、基板側端子３２ｄの高さｈ３より高い位置に設定している（ｈ１＞ｈ２＞ｈ３）。ここで、「高さｈ」とは、ヒートシンク４の正面から光軸方向の奥側の所定位置に基準面（ｈ＝０）を設定したとき、発光面３１ｅの高さｈ１の場合、基準面から発光面３１ｅまでの高さをいい、発光部側端子３１ｂ及び基板側端子３２ｄの高さｈ２，ｈ３の場合、基準面から各端子３１ｂ，３２ｄの表面までの高さをいう。

ヒートシンク４の第１領域４１と第２領域４２を傾斜面４４により接続し、領域面の高さが異なる段差面に形成している。そして、段差面は、発光部３１が固定される第１領域４１の側面視による高さＨ１を、回路基板３２が固定される第２領域４２の側面視による高さＨ２より高い位置の設定にしている（Ｈ１＞Ｈ２）。

なお、発光部３１が固定される第１領域４１の側面視による高さＨ１を第２領域４２の側面視による高さＨ２より高い段差面の設定にすることで、ヒートシンク４のうち、第１領域４１における光軸方向の厚みが、第２領域４２における光軸方向の厚みより厚くなる（図６を参照）。ここで、「高さＨ」とは、ヒートシンク４の正面から光軸方向の奥側に向かった所定位置に基準面（Ｈ＝０）を設定したとき、第１領域４１の側面視による高さＨ１の場合、基準面から第１領域４１の表面までの高さをいう。また、第２領域４２の側面視による高さＨ２の場合、基準面から第２領域４２の表面までの高さをいう。

次に、実施例１における作用を、「光源ユニットの組付け作用」、「光源ユニットの放熱作用」、「光源ユニットの特徴作用」に分けて説明する。

光源ユニット２の組付け作用について説明する。最初に、図３に示すように、光源側コネクタ５が、ソケット７に対して嵌合により挿着固定される。

次に、発光部３１がヒートシンク４へ取り付けられる。このとき、発光部３１が熱伝導接着剤によってヒートシンク４の第１領域４１に直接固定される。次に、回路基板３２が粘着シート３２ｅによってヒートシンク４の第２領域４２に直接固定される。次に、回路基板３２のカシメ孔部３２ａにヒートシンク４の位置決め突起部４６が挿入され、位置決め突起部４６の先端部を潰すことによりカシメられる。これにより、回路基板３２はヒートシンク４にカシメ固定される。次に、超音波振動を用いたワイヤボンディング手法により、左右の発光部側端子３１ｂと左右の基板側端子３２ｄに対してボンディングワイヤ３３の両端部が接合される。

続いて、発光部３１と回路基板３２とボンディングワイヤ３３が取り付けられたヒートシンク４を、ソケット７に対して固定することにより組付けられる。このとき、ソケット７の溝部７１ｅに熱伝導グリース１００が塗布される。次に、ヒートシンク４の第２突起４２ｃがソケット７の位置決め穴７１ｇに挿入される。続いて、ヒートシンク４とソケット７とが接着剤により固定される。この固定作業のとき、ヒートシンク４の第２突起４２ｃとソケット７の位置決め穴７１ｇによる位置決め作用により、ヒートシンク４のフィン部４３が、ソケット７の溝部７１ｅに対する嵌合状態を進行させながら行われる。

続いて、回路基板３２の正面側において、光源側コネクタ５の給電側端子棒５１ａと回路基板３２の端子接続孔部３２ｃを電気的に接続するように半田付けされる。上記した組付け手順を経由し、光源ユニット２が組付けられる。

近年、車両用灯具のＬＥＤ化が進み、新しいデザインによる小型化や部品点数の削減により、一つのＬＥＤでの高出力化および高輝度化が要求されている。しかし、ＬＥＤでの高出力化よる背反として高発熱が起こり、より放熱性能の効率化が望まれている。

光源ユニット２の発光部３１は、ヒートシンク４の第１領域４１に対し熱伝導性接着剤により直接固定している。言い換えると、ＬＥＤをヒートシンク４に直接実装するヒートシンク実装構造を採用している。よって、発光部３１から発生する熱は、直接、ヒートシンク４へ伝導される。次に、ヒートシンク４へ伝導された熱は、ヒートシンク４のフィン部４３からソケット７へ伝導される。このとき、ヒートシンク４のフィン部４３とソケット７の溝部７１ｅは、熱伝導グリース１００を介して近接された状態であるため、ヒートシンク４からの熱を効率良くソケット７へ伝導する。そして、ソケット７へ伝導された熱は、ソケット７のソケット放熱部７２から外部へ放熱される。

このように、光源ユニット２は、発光部３１のヒートシンク実装構造を採用したため、発光部の基板実装構造よりも放熱性能が向上する。ここで、発光部の基板実装構造とは、例えば、特開２０１３－２４７０６２号公報等に記載されているように、回路基板の上面に発光部であるＬＥＤ発光チップを設けた構造をいう。

実施例１では、第１領域４１と第２領域４２を第１領域４１が高い段差面とし、発光部３１を直接固定している第１領域４１の光軸方向のヒートシンク厚さを、回路基板３２を直接固定している第２領域４２のヒートシンク厚さより厚く設定している。

よって、ヒートシンク４のうち、発光部３１を直接固定している第１領域４１の熱容量が、第２領域４２の熱容量よりも大きくなる。このため、発光部３１からの熱発生が継続し、発熱量が放熱量より大きい熱勘定により発光部３１の温度が上昇しようとするとき、ヒートシンク４による放熱量が、ヒートシンク厚さを同じ厚さとした場合より向上する。この結果、発光部３１による発熱量とヒートシンク４による放熱量の差が小さく抑えられ、発光部３１が温度上昇するのを有効に抑制できる。

実施例１では、発光部３１に設けた発光部側端子３１ｂと、回路基板３２に設けた基板側端子３２ｄとを、ボンディングワイヤ３３により電気的に接続している。このとき、発光部側端子３１ｂを、正面視において発光チップ３１ｃを覆う発光面３１ｅと基板側端子３２ｄとの間の位置に配置している。

即ち、発光面３１ｅの設定位置と基板側端子３２ｄの設定位置の位置を基準として、発光部側端子３１ｂの位置を決めている。このため、ボンディングワイヤ３３の両端を、それぞれ発光部側端子３１ｂと基板側端子３２ｄに接合固定したとき、ボンディングワイヤ３３が発光面３１ｅとは干渉することなく、かつ、発光面３１ｅから乖離する位置に配置される。よって、ボンディングワイヤ３３が発光面３１ｅを横切ったり、ボンディングワイヤ３３が発光面３１ｅの一部に干渉したりすることがない。この結果、ボンディングワイヤ３３が発光面３１ｅからの出射光を遮ることを防止できる。

実施例１では、ボンディングワイヤ３３を設定する正面視での許容角度範囲であって、発光部側端子３１ｂの接合中心位置を通る最小角度線Ｌminと最大角度線Ｌmaxにより設定される角度範囲をボンディング範囲Ａという。このとき、ボンディング範囲Ａの最小角度線Ｌminを、発光面３１ｅの中心位置Ｏを通る垂直線ＹＬと平行な第１平行線により設定している。

即ち、実施例１では、ボンディング範囲Ａの最小角度線Ｌminが、発光面３１ｅの中心位置Ｏを通る垂直線ＹＬと平行な第１平行線により設定されることで、一対のボンディングワイヤ３３は、正面視にて上下方向の縦平行配置以上に開いた角度に設定される。このため、一対のボンディングワイヤ３３が互いに交差するのを防止できる。加えて、一対のボンディングワイヤ３３が互いに近づく内側位置に配置される周辺ユニット部品（例えば、コンデンサ３２ｆ等）との干渉を防止できる（図７を参照）。

実施例１では、ボンディング範囲Ａの最大角度線Ｌmaxを、発光面３１ｅの中心位置Ｏを通る水平線ＸＬと平行な第２平行線により設定している。

即ち、実施例１では、ボンディング範囲Ａの最大角度線Ｌmaxが、発光面３１ｅの中心位置Ｏを通る水平線ＸＬと平行な第２平行線により設定されることで、一対のボンディングワイヤ３３は、正面視にて水平方向に広げた直線配置以下に閉じた角度設定にされる。このため、一対のボンディングワイヤ３３が互いに離れる外側位置に配置される周辺ユニット部品（例えば、回路基板３２をヒートシンク４に固定するための位置決め突起部４６等）との干渉を防止できる（図７を参照）。

実施例１では、ボンディングワイヤ３３の正面視による角度を、ボンディング範囲Ａに含まれる角度であって、最小角度線Ｌminと最大角度線Ｌmaxとの中間角度範囲の角度に設定している。

即ち、実施例１では、ボンディングワイヤ３３が、最小角度線Ｌminと最大角度線Ｌmaxとの中間角度範囲の角度により設定されることで、一対のボンディングワイヤ３３は、図５に示すように、正面視にて両側に４５°程度に開いた角度の配置（＝ハ字状の配置）により設定される。このため、一対のボンディングワイヤ３３は、周辺ユニット部品であるコンデンサ３２ｆや位置決め突起部４６から最も乖離した位置に配置されることになる。よって、ワイヤボンディング手法で用いる治具の設定領域が確保されるし、ボンディングキャピラリーと周辺ユニット部品との間に十分な距離が確保される。この結果、一対のボンディングワイヤ３３と周辺ユニット部品との干渉を確実に防止できるのに加え、ワイヤボンディング手法による接合作業を支障無く円滑に行うことができる。

実施例１では、発光部側端子３１ｂの側面視による高さｈ２を、発光面３１ｅの側面視による高さｈ１より低い位置に設定する。発光部側端子３１ｂの側面視による高さｈ２を、基板側端子３２ｄの側面視による高さｈ３より高い位置に設定している。

即ち、実施例１では、発光部側端子３１ｂと基板側端子３２ｄが、発光面３１ｅよりも周辺部材から離れた位置に配置されることになる。このため、発光部側端子３１ｂと基板側端子３２ｄを繋ぐボンディングワイヤ３３は、図８に示すように、光軸方向に突き出る湾曲状態になっても周辺部材（導光部材Ｅ等）からの乖離距離が確保された配置になる。この結果、発光面３１ｅの光軸方向の正面側に近接して導光部材Ｅやインナーレンズ等の周辺部材を配置したとき、ボンディングワイヤ３３が導光部材Ｅやインナーレンズ等の周辺部材と干渉するのを防止できる。特に、車両用灯具１への適用においては光源ユニット２を回転させながら取り付けるため、光源ユニット２の取り付けの際にも周辺部材との干渉を防止できる。

実施例１では、ヒートシンク４の第１領域４１と第２領域４２を段差面に形成し、段差面は、発光部３１が固定される第１領域４１の側面視による高さＨ１を、回路基板３２が固定される第２領域４２の側面視による高さＨ２より高い位置に設定にしている。

即ち、実施例１では、ヒートシンク４の第１領域４１と第２領域４２が段差面に形成され、第１領域４１の高さＨ１が第２領域４２の高さＨ２より高く設定される。このため、第１領域４１の面に発光部３１を固定し、第２領域４２の面に回路基板３２を固定すると、発光面３１ｅと発光部側端子３１ｂと基板側端子３２ｄとの側面視による高さｈ１，ｈ２，ｈ３の関係（ｈ１＞ｈ２≧ｈ３）が成立する。よって、発光部の設定や基板の厚み設定等による工夫を要することなく、側面視による高さｈ１，ｈ２，ｈ３の関係として、発光面３１ｅの光軸方向の正面側に近接して配置される周辺部材と一対のボンディングワイヤ３３との干渉を防止できる高さ関係の設定を容易に得ることができる。加えて、第１領域４１の側面視による高さＨ１が第２領域４２の側面視による高さＨ２より高い設定にすることにより、発光部３１が固定される第１領域４１のヒートシンク４の厚みを、第２領域４２の厚みより厚くすることが可能であり、放熱効率の更なる効率化を達成することができる。

以上説明したように、実施例１の車両用灯具１にあっては、下記に列挙する効果が得られる。

（１）発光素子を有する発光部３１と、回路基板３２と、ヒートシンク４と、を備える車両用灯具１において、ヒートシンク４の正面領域を第１領域４１と第２領域４２に分割し、第１領域４１に発光部３１を固定し、第２領域４２に回路基板３２を固定し、発光部３１に設けた発光部側端子３１ｂと回路基板３２に設けた基板側端子３２ｄとをボンディングワイヤ３３により電気的に接続し、発光部側端子３１ｂを、正面視において発光素子を覆う発光面３１ｅと基板側端子３２ｄとの間の位置に配置する。このため、発光部３１からの放熱性能を向上しながら、ボンディングワイヤ３３が発光面３１ｅからの出射光を遮ることを防止できる。

（２）ボンディングワイヤ３３を設定する正面視での許容角度範囲であって、発光部側端子３１ｂの接合中心位置を通る最小角度線Ｌminと最大角度線Ｌmaxにより設定される角度範囲をボンディング範囲Ａというとき、ボンディング範囲Ａの最小角度線Ｌminを、発光面３１ｅの中心位置Ｏを通る垂直線ＹＬと平行な第１平行線により設定する。このため、一対のボンディングワイヤ３３が互いに交差するのを防止できると共に、一対のボンディングワイヤ３３が互いに近づく内側位置に配置される周辺ユニット部品との干渉を防止できる。

（３）ボンディング範囲Ａの最大角度線Ｌmaxを、発光面３１ｅの中心位置Ｏを通る水平線ＸＬと平行な第２平行線により設定する。このため、一対のボンディングワイヤ３３が互いに離れる外側位置に配置される周辺ユニット部品との干渉を防止できる。

（４）ボンディングワイヤ３３の正面視による角度を、ボンディング範囲Ａに含まれる角度であって、最小角度線Ｌminと最大角度線Ｌmaxとの中間角度範囲の角度に設定する。このため、一対のボンディングワイヤ３３と周辺ユニット部品との干渉を確実に防止できるのに加え、ワイヤボンディング手法による接合作業を支障無く円滑に行うことができる。

（５）発光部側端子３１ｂの側面視による高さｈ２を、発光面３１ｅの側面視による高さｈ１より低い位置に設定する。発光部側端子３１ｂの側面視による高さｈ２を、基板側端子３２ｄの側面視による高さｈ３と同じ高さ位置、若しくは、基板側端子３２ｄより高い位置に設定する。このため、発光面３１ｅの光軸方向の正面側に近接して周辺部材を配置したとき、ボンディングワイヤ３３が周辺部材と干渉するのを防止できる。

（６）ヒートシンク４の第１領域４１と第２領域４２を段差面に形成し、段差面は、発光部３１が固定される第１領域４１の側面視による高さＨ１を、回路基板３２が固定される第２領域４２の側面視による高さＨ２より高い位置に設定にする。このため、発光部側端子３１ｂと基板側端子３２ｄと発光面３１ｅとの側面視による高さ関係として、発光面３１ｅの光軸方向の正面側に近接して配置される周辺部材とボンディングワイヤ３３との干渉を防止できる高さ関係の設定を容易に得ることができる。

以上、本開示の車両用灯具１を実施例１に基づき説明してきたが、具体的な構成については、この実施例１に限られるものではなく、特許請求の範囲の各請求項に係る発明の要旨を逸脱しない限り、設計の変更や追加等は許容される。

実施例１では、発光部３１と回路基板３２の分割配置として、発光部３１がヒートシンク４の正面領域の中央部に配置され、回路基板３２が発光部３１の下部及び両側部を囲む領域に配置される例を示した。しかし、発光部と回路基板の分割配置としては、実施例１の分割配置に限られるものではなく、様々な分割配置によるサブマウントタイプが含まれる。例えば、発光部がヒートシンクの正面領域の中央部に配置され、回路基板が発光部の上部及び両側部を囲む領域に配置される例としても良い。また、発光部がヒートシンクの正面領域の中央部に配置され、回路基板が発光部の全周を囲む配置される例としても良い。さらに、回路基板に複数の発光部設定穴を設けておき、回路基板の中に複数の発光部が点在配置されるような例としても良い。

実施例１では、ヒートシンク４として、その正面領域を分ける第１領域４１と第２領域４２を段差面に形成する例を示した。しかし、ヒートシンクとしては、例えば、正面領域を同一平面に形成し、同一平面内で第１領域と第２領域を分ける境界線を決める例としても良い。

実施例１では、ボンディングワイヤ３３の正面視による角度を、ボンディング範囲Ａに含まれる角度であって、最小角度線Ｌminと最大角度線Ｌmaxとの中間角度範囲の角度により設定する例を示した。しかし、ボンディングワイヤの角度設定については、実施例１の角度設定に限られない。要するに、使用するサブマウントタイプの態様が異なることに応じて設定可能なボンディング範囲や最適なボンディングワイヤの設定角度は異なることがある。よって、実施例１で示したボンディング範囲Ａから外れる角度であってもボンディングワイヤの設定角度として許容される場合がある。

実施例１では、光源３と、ヒートシンク４と、光源側コネクタ５と、電源側コネクタ６と、ソケット７と、を一体化したソケットタイプモジュールの光源ユニット２を備える車両用灯具１に適用する例を示した。しかし、適用される車両用灯具としては、ソケットタイプモジュールの光源ユニットを備える車両用灯具に限られるものではなく、少なくとも発光部と、回路基板と、ヒートシンクと、を備える車両用灯具であれば適用することができる。

実施例１では、本開示の車両用灯具１を、自動車等の車両の反射面１３ａ（リフレクタ１３）を利用した反射型の灯具に適用する例を示した。しかし、これに限らず、本開示の車両用灯具１を、投影レンズを利用した灯具に適用しても良いし、光源（発光部）前方に導光部材を配置する導光タイプの灯具に適用しても良い。

１ 車両用灯具
２ 光源ユニット
３ 光源
３１ 発光部
３１ｂ 発光部側端子
３１ｅ 発光面
３２ 回路基板
３２ｄ 基板側端子
３３ ボンディングワイヤ
４ ヒートシンク
４１ 第１領域
４２ 第２領域
Ａ ボンディング範囲
Ｌmin 最小角度線
Ｌmax 最大角度線
ＹＬ 垂直線
ＸＬ 水平線
ｈ１ 発光面３１ｅの側面視による高さ
ｈ２ 発光部側端子３１ｂの側面視による高さ
ｈ３ 基板側端子３２ｄの側面視による高さ
Ｈ１ 第１領域４１の側面視による高さ
Ｈ２ 第２領域４２の側面視による高さ
Ｘ 幅方向（左右方向）
Ｙ 上下方向（鉛直方向）
Ｚ 光軸方向（前後方向）

Claims (3)

1. 発光素子を有する発光部と、回路基板と、ヒートシンクと、を備える車両用灯具において、
   前記ヒートシンクの正面領域を第１領域と第２領域に分割し、前記第１領域に前記発光部を固定し、前記第２領域に前記回路基板を固定し、
   前記発光部に設けた発光部側端子と前記回路基板に設けた基板側端子とを一対のボンディングワイヤにより電気的に接続し、
   前記発光部側端子を、正面視において前記発光素子を覆う発光面と前記基板側端子との間の位置に配置し、
   前記回路基板は、前記一対のボンディングワイヤが互いに近づく内側位置に配置される周辺ユニット部品と、前記一対のボンディングワイヤが互いに離れる外側位置に配置される周辺ユニット部品と、を有し、
   前記ボンディングワイヤを設定する正面視での許容角度範囲であって、前記発光部側端子の接合中心位置を通る最小角度線と最大角度線により設定される角度範囲をボンディング範囲というとき、
   前記ボンディング範囲の最小角度線を、前記発光面の中心位置を通る垂直線と平行な第１平行線により設定し、
   前記ボンディング範囲の前記最大角度線を、前記発光面の中心位置を通る水平線と平行な第２平行線により設定し、
   前記ボンディングワイヤの正面視による角度を、前記ボンディング範囲に含まれる角度であって、前記最小角度線と前記最大角度線との中間角度範囲の角度に設定する
   ことを特徴とする車両用灯具。
2. 請求項１に記載された車両用灯具において、
   前記発光部側端子の側面視による高さを、前記発光面の側面視による高さより低い位置に設定し、
   前記発光部側端子の側面視による高さを、前記基板側端子の側面視による高さと同じ高さ位置、若しくは、前記基板側端子より高い位置に設定する
   ことを特徴とする車両用灯具。
3. 請求項２に記載された車両用灯具において、
   前記ヒートシンクの前記第１領域と前記第２領域を段差面に形成し、
   前記段差面は、前記発光部が固定される前記第１領域の側面視による高さを、前記回路基板が固定される前記第２領域の側面視による高さより高い位置に設定する
   ことを特徴とする車両用灯具。